用于广播/组播服务的报头压缩增强的制作方法

专利名称：用于广播/组播服务的报头压缩增强的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信，更具体地，涉及在广播和组播服务中的报头压缩。
背景技术：
广播或组播服务是指用于将信息从发射机发送到多个接收机或用户的通信系统。 广播或点对多点通信系统的例子包括诸如由公安部门、货车运输公司和出租车公司所使用 的调度系统，在这些调度系统中，中心调度器将信号广播到一台或多台车辆。该信号可以被 送往某特定的车辆或同时被送往所有的车辆。随着诸如蜂窝电话网络这样的移动无线电网络的普及，用户已经开始期望在无线 通信链路上使用网际协议(IP)接收视频和多媒体广播。例如，用户期望能够在他们的蜂窝 电话或其它便携式无线通信设备上接收诸如电视广播这样的视频流。用户期望用他们的无 线通信设备接收的数据类型的其它例子包括多媒体广播和因特网接入。典型的无线通信信道具有有限的带宽并且可能出现相当大的误码率。已经开发了 用于根据广播组播服务(BCMCS broadcast and multicast services)来发送消息的各种 技术。通常，这些技术包括将消息数据格式化为具有报头的分组，其报头包括关于分组内数 据的信息。在BCMCS通信中，内容提供方或内容服务器生成要被广播到多个接收机或用户 的数据流。该数据流被转换成包括报头的数据分组，包括随后被同时广播到多个通信设备 的BCMCS数据流。由于无线电资源的缺乏，例如有限的带宽，因此通常在广播之前对分组数 据报头进行压缩。报头压缩是指对各种分组的报头中所携带信息的必要带宽用量进行最小化的技 术；各种分组的例子包括RTP/UDP/IP和TCP/IP分组。报头压缩利用了存在于给定分组流 内的连续分组之间的冗余。为了压缩分组报头，在诸如分组数据服务节点(PDSN=Packet Data Serving Node)这样的无线网络基础设施中可以存在压缩器。压缩器从内容服务器接 收输入BCMCS数据流，对BCMCS数据流进行压缩并且随后将具有已压缩报头的数据流转发 到无线电网络。随后，在无线电链路广播信道上将已压缩分组发送到指定的无线通信设备 中。接收无线通信设备包括解压缩器，其接收已压缩分组作为输入，并且重新生成未压缩分 组以重建原始数据流。多数报头压缩模式通过在压缩器和解压缩器上维持状态信息(上下文)来利用连 续分组之间的冗余。仅在最初发送静态上下文信息，而动态上下文则作为动态上下文更新 报头中的未压缩值进行发送以使上下文信息完整，或者作为分组到分组的差异进行发送， 通常使用有效的编码算法对其进行编码。为了让解压缩器正确地重新生成未压缩分组，解 压缩器中的上下文需要与压缩器在压缩期间所使用的上下文进行同步。已经开发的维持解 压缩器和压缩器之间的上下文同步的技术包括由因特网工程任务组(IERF)的鲁棒性的 报头压缩(R0HC:Robust Header Compression)工作组开发的ROHC技术[例如，标准和草 案见因特网 URL www. ieft. org/rfc/rfc3095. txt ？ number = 3095]，在此将其全部引入。 虽然ROHC协议为诸如BCMCS这样的广播服务改进了报头压缩，但是由于无线通信信道有限的带宽，还期望在报头压缩中进一步的改进。因此，在该技术领域中有改进用于无线通信系统中的广播和组播服务的报头压缩 技术的需求。

发明内容
在此公开的实施例通过在无线通信系统中进行广播和对在移动台的解压缩器中 使用的上下文进行初始化来处理上述需求。在初始化状态之后，广播包括此后在多个状态 中运行压缩器，其中在该多个状态中压缩器对解压缩器的静态和动态参数进行更新直至广 播操作终止。例如，压缩器可以在第一级状态(First Order State)或第二级状态(Second Order State)中运行，其中，在第一级状态中，压缩器发送包括上下文的动态和静态参数的 分组，在第二级状态中，压缩器发送包括上下文的动态参数的分组。随后压缩器在第一级和 第二级之间进行改变而不返回初始化状态。本发明的一个方面是压缩器在多个运行状态之间的改变以周期性间隔出现。其它 方面包括响应于通信信道特性的变化、响应于请求、或者在预定数目的数据传输之后，在多 个压缩器运行状态之间进行改变。另一个方面是压缩器以周期性间隔在第一和第二状态之间进行交替。其它方面包 括响应于通信信道特性的变化、响应于请求、或者在预定数目的数据传输之后，压缩器在第 一和第二状态之间进行交替。在另一个方面中，解压缩器通过接收用于初始化状态的参数来执行广播操作，该 初始化状态建立了包括动态和静态参数在内的初始化上下文。在建立初始化上下文之后， 解压缩器此后运行在广播会话中，其中在该广播会话中，解压缩器接收对解压缩器的动态 和静态参数的更新直至广播操作终止。在另一个方面中，解压缩器包括使用由压缩器建立的动态和静态参数创建初始上 下文的初始化状态。解压缩器还包括使用动态和静态参数对数据进行解压缩的第一状态， 以及对在解压缩中使用的动态参数进行重建的第二状态。在初始化之后，解压缩器可以以 预定方式在第一和第二状态之间进行交替。同样地，解压缩器可以进入并随后保持在第一 或第二状态中。附加的方面是在解压缩期间，解压缩器可以基于错误在第一和第二状态之 间进行交替。在另一个方面中，多个分布式的解压缩器与压缩器进行通信，将反馈从所有或一 些解压缩器发送至压缩器。压缩器基于所接收的反馈组调整压缩状态和压缩级。在另一个方面中，当在一组用户之间以诸如一键通(Push-T0-Talk)服务进行组 播无线通信时，对数据流中的目的地址进行检查以确定它是否包括组播地址。如果包括，那 么基于数据流中的目的地址和其它参数对数据流进行分类，并且建立单个的用于组播会话 的上下文。其它方面包括基于目的端口、IP版本或IP协议字段对数据流进行分类。下文描述的示例性实施例通过例子说明了本发明的多个方面，本发明的其它特点 和优点从这些示例性实施例中显而易见。附图简述

图1示出了依照本发明构造的通信系统100的各个部分；图2说明了依照本发明的可以传送BCMCS内容流的示例性无线网络；
图3说明了用于常规系统的U模式中ROHC压缩的三个状态的状态图；图4说明了用于常规系统的U模式中ROHC解压缩的三个状态的状态图；图5说明了用于图1和图2所说明的系统的U模式中ROHC压缩的状态图，仅具有 两个状态；图6说明了用于图1和图2所说明的系统的U模式中ROHC解压缩的状态图，仅具 有两个状态；图7是说明了图5系统中压缩器操作的示例性实施例的流程图；图8是说明了图6系统中解压缩器操作的示例性实施例的流程图；图9是依照本发明的示例性实施例构造的无线通信设备的方框图。
具体实施例方式在此使用“示例性” 一词表示“作为例子、实例或例证”。在此描述为“示例性”的 任意实施例不必被解释为相对于其它实施例是优选的或具有优势。对无线通信系统中用于BCMCS服务的增强报头压缩的技术进行了描述。在无反馈 BCMCS系统中，可以在BCMCS服务初始化期间发送静态上下文信息以在WCD或移动台的解压 缩器中使用上下文。增强包括减少BCMCS服务中使用的压缩器和解压缩器中的运行状态的 数目。另外，可以增加报头压缩效率和鲁棒性。还描述了提供从一组分布式的WCD、或移动 台、解压缩器到广播压缩器的反馈以及压缩器基于反馈来调整压缩以实现效率和鲁棒性的 机制的技术。还描述了用于PTT类型服务的技术，PTT类型服务对流进行分类，使得甚至对 于大组用户，也可以使用数目减少的上下文来压缩/解压缩PTT会话分组报头，因此节约了 PDSN和移动台内的资源。图1示出了依照本发明构造的通信系统100的各个部分。通信系统100包括基础 设施101、多个无线通信设备(WCD)或移动台(MS) 104和105、以及陆上线路通信设备122 和124。通常，WCD可以是移动的或者是固定的。基础设施101还包括诸如基站102、基站控制器106、移动交换中心108、交换网络 120等的其它部件。在一个实施例中，将基站102与基站控制器106集成在一起，而在另 一个实施例中，基站102和基站控制器106是独立的部件。可以使用不同类型的交换网络 120以在通信系统100中对信号进行路由，例如，该交换网络120可以是公共交换电话网络 (PSTN)。术语“前向链路”是指从基础设施到WCD的信号通路，而术语“反向链路”是指从 WCD到基础设施的信号通路。如图1所示，WCD 104和105在前向链路上接收信号132和 136，并且在反向链路上发送信号134和138。通常，从WCD 104和105发送的信号计划在 诸如另一个远程单元、或陆上线路通信设备122和124这样的另一个通信设备上进行接收， 并且被通过交换网络120进行路由。例如，如果从初始WCD 104发送的信号134计划由目 的WCD 105进行接收，则该信号被通过基础设施进行路由并且在前向链路上将信号136发 送到目的WCD 105。典型地，对于信号，诸如WCD或陆上线路通信设备这样的通信设备既可 以是发起方也可以是目的地。WCD 104的例子包括蜂窝电话、能够无线通信的个人计算机、以及个人数字助理 (PDA)和其它无线设备。通信系统100可以被设计为支持一种或多种无线标准。例如，这些标准可以包括被称为 TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、cdma2000、宽带 CDMA (WCDMA)的标准和其它标准。图2说明了能够通过如图1所说明的系统传送BCMCS内容流的示例性无线网络 的各个部件。如图2所示，无线网络基础设施可以包括BCMCS内容服务器202、BCMCS控制 器204、分组数据服务节点(PDSN) 206、基站控制器/分组控制功能(BSC/PCF) 208以及诸如 移动台(MS) 210这样的用户WCD。通常，BCMCS控制器204负责管理BCMCS会话信息并为 PDSN 206、MS 210和BCMCS内容服务器202提供该信息。BCMCS内容来源于BCMCS内容提 供方212，并且经过BCMCS内容服务器202，内容服务器202随后使该内容在组播IP流中可 用。典型地，BCMCS内容服务器202与PDSN 206进行通信并且PDSN 206将组播IP流发送 到BSC/PCF 208，BSC/PCF 208选择一类无线电信道(通常是共享无线电信道)并且在所选 择的无线电信道上发送组播IP流。MS 210对在无线电信道上携带的期望的流进行接收。在无线通信系统中，由于有限的可用带宽，期望减少发送信号所需要的带宽。在 BCMCS中，以及其它其中发送包括报头的数据分组的广播服务中，压缩报头信息可以减少信 号传输所需要的带宽。报头压缩是指使在各种分组的报头中携带的信息所必需的带宽使用 最小化的技术，其中所述各种分组例如实时协议/用户数据报协议/因特网协议(RTP/UDP/ IP)以及传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)分组。报头压缩利用了在给定的分组流内的 连续分组之间存在的冗余。典型地，报头压缩技术通过在压缩器和解压缩器二者上维持状 态信息或上下文来使用这些冗余。仅在最初发送静态上下文信息，而动态上下文则作为动 态上下文更新报头中的未压缩值进行发送以使上下文信息完整，或者作为分组到分组的差 异进行发送，通常使用有效的编码算法对其进行编码。在示例性实施例中，IP流的报头压缩可以通过在PDSN 206上的压缩器来完成。报 头压缩减少了必须进行广播的数据量并因此有助于节约无线电资源。在每个MS 210中的 解压缩器对具有已压缩报头的分组进行解压缩并且重新生成所发送的IP分组。单向ROHC现有的多种BCMCS服务运行模式之一是单向模式，其中不存在从解压缩器到压缩 器的返回通路。使用ROHC的单向运行模式在具有相当大的误码率和有限或不足的带宽的 广播链路上使用时，可能遇到许多困难。在ROHC中，因为不存在从解压缩器到压缩器的可用的返回通路，所以使用一种称 为单向模式(U模式)的技术来执行报头压缩。在U模中，在运行期间有三个压缩器状态 初始化和刷新(IR)状态、第一级(FO)状态和第二级(SO)状态。图3说明了用于常规系统的U模式中ROHC压缩的三个状态的状态图。如图3所 说明的，压缩器在IR状态302中开始在广播会话期间的运行。期望压缩器转变到更高的压 缩状态FO 304和SO 306，使得在压缩器和解压缩器之间成功地发送消息所需要的带宽更 少。在IR状态302中，从压缩器输出包括完整的上下文的报头以用于传输。例如，在会话 开始时，压缩器将处于IR状态302中并且输出具有完整的上下文的消息，其中该完整的上 下文可以用于对解压缩器进行初始化。如果会话已经在进行中并且已经预先对解压缩器进 行了初始化，那么IR状态302通过重新建立所有或部分上下文来刷新解压缩器。典型地， 包括用以初始化和刷新上下文的报头信息的数据分组被称为IR分组。如图3所示，在会话期间的正常运行中，压缩器可以从IR状态302改变到FO状态
6304或者SO状态306。在FO和SO状态中，压缩器输出不足一个完整的上下文。因为上下 文的某些部分可能是静态的、相对于前一个数据分组没有改变、或者上下文中的任意变化 是可预测的，所以可能不需要在每个数据分组中发送完整的上下文。如果上下文的一部分 没有发生变化，或者如果其在两个分组之间以可预测的方式发生变化，那么压缩器可以使 用来自前一个消息的上下文值、或者按照预测改变所述值以对当前消息进行解压缩。例如，当将要被压缩的报头没有发生变化或者完全可预测时，压缩器可以进入SO 状态306。可预测变化的例子是RTP序列数，其对于每个所发送的分组按一进行递增。当分 组中的报头不符合它们先前的模式时，换言之，某些上下文以不可预测的方式发生变化时， 压缩器可以进入FO状态304。在FO状态304中，压缩器发送关于以不可预测的方式变化的 动态字段的信息，并且所发送的信息通常是已压缩的。在U模式中，确定何时在多个压缩状态之间进行转变基于三个原则乐观逼近 (optimistic approach)、超时和更新需求。使用乐观逼近，当压缩器相当确信解压缩器已 经接收到足够的信息以根据更高的压缩状态正确地对分组进行解压缩时，或者对此表示乐 观时，进行到更高压缩状态的转变，例如从IR状态到FO或者SO状态。例如，压缩器保持 在IR状态304中直至它认为解压缩器已经接收到静态上下文信息为止。在确定解压缩器 已经接收到静态上下文信息之后，压缩器将根据分组中的报头是否与它们先前的模式相符 合，转变到分别是304或306的FO或SO状态。类似地，如果压缩器处于FO状态302中，那么在其确信解压缩器具有根据固定模 式进行解压缩所需的所有参数之后，压缩器可以转变到SO状态306。压缩器通常通过根据 较低压缩状态发送若干具有相同信息的分组来获得其对解压缩器状态的确信。为了避免解压缩失败，压缩器必须周期性地转变到较低的压缩状态以刷新解压缩 器。进行从分别是304或306的FO或SO状态到IR状态302的周期性转变的频度应该少 于从SO状态306到FO状态304的转变的频度。当将要被压缩的报头与所建立的模式不符 时，压缩器还必须立即转变回FO状态302。例如，在预定的周期之后，压缩器可以从SO状态转变到FO状态或者从FO状态转 变到IR状态。同样地，在预定的周期之后，压缩器可以从SO状态转变到IR状态。典型地， 与压缩器从FO状态转变到IR状态或者从SO状态转变到IR状态相比，压缩器将更加频繁 地从SO状态转变到FO状态。图4说明了用于常规系统的U模式中ROHC解压缩的三个状态的状态图。如图4 所示，解压缩器从最低状态即无上下文(NC =NoContext)状态402开始。在一次成功的解压 缩之后，解压缩器将转移到完整上下文(FC:Full Context)状态406。重复失败的解压缩 将导致解压缩器向下转变到更低的状态。典型地，解压缩器首先从FC状态转变回静态上下 文(SC :Static Context)状态404，在此状态中，接收由压缩器发送的、携带动态上下文信 息的任意分组通常足以刷新解压缩器并且使其转变回FC状态406。在FC状态406中，无论接收到何种分组，都可以尝试进行解压缩。换言之，在FC 状态406中，当所接收的分组由处于诸如IR、F0或SO状态这样的任意一种状态中的压缩器 发送时，都可以尝试进行解压缩。在NC状态402中，仅可以对已经由压缩器在IR状态中进 行压缩的、携带静态信息字段的分组进行解压缩。类似地，当在SC状态404 ，仅可以对携 带7或8比特CRC的分组进行解压缩(即IR、IR-DYN或Type2分组)。
例如，如果在对所接收的数据进行解压缩中的错误超过预定比率，那么解压缩器 就可能从FC状态转变出来。类似地，如果在对所接收的数据进行解压缩中的错误超过预定 比率，那么解压缩器就可能从SC状态转变到NC状态。当在诸如无线广播链路这样的易错单向链路上使用时，常规的ROHC U模式压缩 技术面临在效率和可靠性之间的重要权衡。当在压缩器中到IR状态的周期性转换被设置 为一个很长的时间间隔时，大的IR分组发送得越少，导致越高的带宽效率。然而，典型地， 由于无线链路具有高误码率，所以发送的分组非常可能被破坏并在解压缩器上造成重复的 解压缩失败。当解压缩器处于NC状态，由于失败的解压缩或者建立初始上下文失败而转变 回NC状态时，在压缩器周期性地从IR状态发送分组从而在解压缩器中对上下文进行重建 或刷新之前，解压缩器可能必须等待很长一段时间。解压缩器在此时间间隔期间所接收的、 未经处于IR状态中的压缩器压缩的所有分组将被丢弃，这导致服务中断。另一方面，如果 在压缩器中到IR状态的周期性转变被设置成以很短的时间间隔发生，解压缩器将能够迅 速从上下文丢失中恢复并因此获得更高的可靠性。然而，发送大量IR分组将导致更低的效 率。另外，当无线通信设备或移动台(MS)最初调谐到空中广播信道中时，例如在服务 发现期间，MS中的解压缩器应当“尽可能快地”进行初始化，以便最小化初始调谐时间。MS 还可以调谐入或调谐出广播信道。当MS随后调谐回广播信道时，MS中的解压缩器应该“尽 可能快地”进行更新，以便最小化重新调谐时间。此外，这里又出现频繁发送IR分组和有效 利用无线信道带宽的权衡。根据本发明，无线通信系统缓和了在设置周期性更新周期中进退两难的局面。例 如，在周期性刷新期间可以发送较少的信息，同时解压缩器仍然可以迅速地从上下文损坏 中恢复。使用在压缩器和解压缩器之间的初始获取过程以传送静态信息，而不是使用在IR 状态期间发送的IR分组以建立和刷新静态上下文。静态信息可以被以许多不同方式发送 到解压缩器，例如1)当MS获得其它诸如报头压缩算法等这样的其它会话相关信息时，在专用信令 信道上发送静态信息；或者2)在空中广播信令信道上周期性地发送静态信息。一旦解压缩器接收到静态信息，它可以在分组流的生命周期保存该信息。在上下 文损坏事件中，由于静态上下文没有变化，解压缩器仅需要接收动态信息以重建上下文。结 果，不需要再次发送静态上下文。可以将压缩器状态和解压缩器状态都减少到仅仅包含两 个状态。图5说明了用于图1和图2所说明的系统的U模式中ROHC压缩的状态图，其仅以 两个压缩状态运行。如图5所示，在对解压缩器中所使用的上下文进行初始化的初始获取 过程之后，压缩器在被称为FO状态502的第一级状态中启动。在FO状态502中，压缩器发 送包含上下文的动态部分和其它必要信息的IR-DYN分组，以在解压缩器中建立合适的上 下文。一旦压缩器例如通过遵循乐观逼近原则确信解压缩器已经建立了合适的上下文，压 缩器就可以转变到被称为SO状态504的第二级状态并且执行最优压缩。在一个实施例中， 为了通过减少最小化的调谐或重新调谐时间帮助解压缩器迅速到达FC以从上下文损坏中 恢复，压缩器可以周期性地转变到FO状态以刷新动态上下文。
换言之，在一个实施例中，在初始化之后，压缩器以预定的方式在第一和第二状态 之间进行交替。例如，压缩器可以周期性地、或者如果出现通信信道特性的变化、或者在预 定数目的传输之后在第一和第二状态之间进行交替。图6说明了用于图1和图2所说明的系统的U模式中ROHC解压缩的状态图，仅具 有两个状态。如图6所示，在解压缩器中创建初始上下文的初始获取过程之后，解压缩器在 被称为SC状态602的第一状态中启动。在SC状态602中，解压缩器仅对携带7或8比特 CRC的分组使用在初始化期间建立的静态上下文值来尝试进行解压缩。成功解压缩之后，解 压缩器转变到被称为FC状态604的第二状态。解压缩器进行解压缩尝试直至重复的失败 迫使其返回SC状态602为止。换言之，在一个实施例中，在初始化之后，解压缩器以预定的方式在第一和第二状 态之间进行交替。例如，如果在解压缩过程中出现错误，解压缩器可以在第一和第二状态之 间进行交替。图7是说明了图5系统中的压缩器的示例性实施例的运行的流程图。流程从方框 702开始，其中压缩器和解压缩器经历初始化过程。例如，在一个示例性实施例中，初始化过 程包括在专用信令信道上将上下文信息从压缩器发送到解压缩器。信息可以包括诸如静态 信息、报头压缩算法和其它会话相关信息。在另一个示例性实施例中，初始化过程包括在空 中广播信令信道上周期性地发送静态信息。在初始化过程之后，流程继续进行到方框704。在方框704中，压缩器进入第一级(FO)状态。在一个实施例中，压缩器在FO状态 中启动。在FO状态中，压缩器将不足整个上下文发送到解压缩器中。例如，在FO状态中， 压缩器可以仅将与动态和预测的报头压缩值相关的上下文发送到解压缩器。由于解压缩器 已经被以静态值进行了初始化，又由于静态值未发生变化，因此不需要重建静态值。在压缩 器确信解压缩器已经建立了合适的上下文之后，流程继续进行到方框706。在方框706中，压缩器进入第二级(SO)状态。在SO状态中，压缩器将少于FO状 态中的上下文发送到解压缩器。例如，在SO状态中，压缩器可以仅将与动态的报头压缩值 相关的上下文发送到解压缩器。由于解压缩器已经被以静态值进行了初始化并且已经建立 了预测值模式，因此压缩器仅需要为解压缩器建立动态的压缩上下文值。流程继续进行到 方框708。在方框708中，压缩器检查是否已经超过预定的阈值。如果尚未超过预定的阈值， 流程继续进行到方框706并且压缩器保持在SO状态。回到方框708，如果已经超过预定的 阈值，则流程继续进行到方框704并且压缩器进入FO状态并重建解压缩器上下文。方框 708中预定的阈值可以是例如已经发送的数据分组的数目、时间周期、或取决于诸如无线信 道的预测误码率这样的无线信道特性而改变。流程继续进行直至当流程继续进行到方框 710并且结束时BCMCS数据流终止为止。图8是说明了图6系统中的解压缩器的示例性实施例的运行的流程图。流程从方 框802开始，其中解压缩器和压缩器经历初始化过程。例如，在一个示例性实施例中，初始 化过程包括在专用信令信道上将上下文信息从压缩器发送到解压缩器。信息可以包括诸如 静态信息、报头压缩算法和其它会话相关信息。在另一个示例性实施例中，初始化过程包括 在空中广播信令信道上周期性地发送静态信息。在初始化过程之后，流程继续进行到方框 804。
在方框804中，解压缩器进入SC状态。在SC状态中，解压缩器已经建立了静态上 下文。随后流程继续进行到方框806。在方框806中，确定解压缩尝试是否成功。如果解压缩不成功，那么流程继续进行 到方框804并且解压缩器保持在SC状态中。回到方框806，如果解压缩成功，则随后流程继 续进行到方框808。在方框808中，解压缩器进入FC状态。在FC状态中，解压缩器已经建立了对从压 缩器接收到的任意已压缩分组进行解压缩所需的所有上下文。流程继续进行到方框810。在方框810中，确定诸如CRC失败这样的错误是否超过给定的比率。如果没有超 过给定的比率，那么流程继续进行到方框808并且解压缩器保持在FC状态中。如果CRC失 败超过给定的比率，流程继续进行到方框804并且解压缩器返回SC状态。在方框图804中，当解压缩器接收到由处于FO状态中的压缩器发送的分组时，分 组将包括通常足以对解压缩器中的上下文进行刷新或重建的信息，从而使得解压缩成功进 行并且解压缩器转变回FC状态。流程继续进行直至当流程继续进行到方框812并且结束时BCMCS数据流终止为止。这样，由于将静态上下文可靠地并且仅在初始获取过程期间发送到解压缩器，因 此获得在无线、易错、单向链路上的报头压缩性能的改善。不需要使用大的IR分组对解压 缩器进行周期性的刷新。压缩器也可以以较高速率或频率周期性地对动态上下文进行更 新，从而在维持效率的同时提高可靠性。这样，当新用户加入广播服务时，他们能够以较短 的延时获取完整上下文。另外，由于频繁地发送动态上下文更新，解压缩器可以迅速地从上 下文损坏中恢复。因此，在解压缩器中的上下文被破坏或者损坏的情况中，接收IR-DYN分 组将对解压缩器进行刷新，使得解压缩器能够开始正确地对所接收的分组进行解压缩。具有反馈的ROHCBCMCS服务中的另一种运行模式是双向模式。双向模式是包括BCMCS中解压缩器 和压缩器之间的反馈提供和处理机制的技术。因为存在反馈，所以每个MS中的解压缩器能 够将各种信号或反馈消息发送到压缩器，从而允许压缩器适当地调节更新报头的频率和内 容，其中所述更新报头被发送到解压缩器以刷新或同步解压缩器中的上下文。如ROHC U模式所论述的，压缩器可以通过周期性地发送上下文刷新分组和/或 根据来自解压缩器的请求而发送上下文更新分组，来保持解压缩器中的上下文信息是最新 的。在存在反馈的ROHC中，通常使用三类反馈消息，包括确认(ACK Acknowledgement)、 否定确认(NACK :Negative Acknowledgement)和静态否定确认(STATIC-NACK Static Negative Acknowledgement)。ACK指示解压缩器中的上下文与压缩器中的上下文同步并且 具有已压缩报头的分组被正确地解压缩。NACK指示需要对解压缩器中的动态上下文进行更 新。STATIC-NACK指示解压缩器中的静态上下文不同步。不同的反馈消息导致要将不同的 上下文更新分组从压缩器发送到解压缩器。图2说明了能够传送BCMCS内容流的示例性无线网络。在示例性实施例中，IP流 的报头压缩可以通过在PDSN 206的压缩器来执行。报头压缩减少了必须广播的数据量并 且因此有助于节约无线电资源。每个WCD或MS 210中的解压缩器对具有已压缩报头的分 组进行解压缩并且重新生成所发送的IP分组。
10
在一个例子中，为了同步解压缩器中的上下文，每个MS 210最初从BCMCS控制器 204、或PDSN 206、或部分从BCMCS控制器204以及部分从PDSN 206接收完整的上下文信 息。该完整的上下文信息使解压缩器能够正确地对具有已压缩报头的广播/组播IP流进 行解压缩。在随后的运行中，PDSN 206可以周期性地发送有助于解压缩器保持上下文同步 的上下文刷新分组。值得注意的是，这些周期性的上下文刷新分组可以是完整的报头分组， 或者如果一旦静态上下文被初始化，MS 210就有能力为整个会话存储静态上下文信息，那 么这些周期性的上下文刷新分组可以是仅具有动态上下文的分组。当解压缩器检测到不同步的情况时，MS 210将否定反馈消息发送到PDSN 206。例 如，反馈消息可以包含对压缩器的简单指示，其指示解压缩器已经丢失了上下文同步。作为 替换，反馈消息也可以为压缩器指示是仅有动态上下文被损坏还是静态上下文也被损坏。 例如，在ROHC中，解压缩器大多数时间工作在完整上下文状态中。当在nl次解压缩中出现 kl个解压缩错误时，解压缩器将发送NACK并且转到静态上下文状态。NACK消息提示压缩 器更新动态上下文。当解压缩器在静态上下文状态中经历在n2次解压缩中出现k2个解压 缩失败时，解压缩器将发送STATIC_NACK并且转到无上下文状态。STATIC_NACK消息提示压 缩器更新静态和动态上下文二者。在许多情况中，丢失静态上下文也意味着需要更新动态 上下文。任选地，周期性地当解压缩成功时或者当某些关键分组的解压缩成功时，每个MS 也可以将肯定反馈消息发送到PDSN。与可以成功地对所有分组进行解压缩的MS相比，经历 了一些解压缩失败但是能够使用本地修复机制避免上下文损坏的MS将优选地发送较少的 肯定反馈消息。在一个示例性实施例中，肯定、否定反馈消息都包含上下文ID。广播PDSN 206基 于上下文ID知道应当对哪个压缩上下文进行操作。可以以下列两种方法之一对从每个MS 210到PDSN 206的反馈进行发送。首先，MS 210可以通过空中信令和接入网络信令将反馈发送到广播PDSN。例如， 反馈可以在从MS到BSC的空中信令消息中传送，并且随后在从BSC到PCF的A9信令消息 中传送，并且随后在从PCF到PDSN的All信令消息中传送。网络实体PDSN、PCF和BSC在 BCMCS内容传输的承载通路中。其次，可以存在MS具有已建立的到PDSN的点对点(PPP :Point-to-Point Protocol)会话的情况。连接到现有PPP会话的PDSN可以与或者可以不与携带广播/组播 IP流的广播PDSN相同。在任一种情况下，MS可以在PPP会话上发送反馈消息，同时该反馈 消息中包括了 BCMCS组播地址和/或流ID。如果PPP会话在MS和广播PDSN之间，那么反 馈消息将直接到达广播PDSN，随后广播PDSN可以进行适当的操作作为响应。如果PPP会话 在MS和与广播PDSN不同的单播PDSN之间，那么单播PDSN可以将反馈消息转发到BCMCS控 制器，随后BCMCS控制器基于BCMCS多播地址和/或流ID将消息转发到合适的广播PDSN。 单播PDSN也可以向所有邻近的PDSN广播反馈消息。当广播PDSN发现具有匹配的BCMCS 多播地址和/或流ID的广播反馈消息时，它将相应地进行操作。在MS已知广播PDSN的地 址的罕见情况下，可以直接为反馈消息设置收件方为该广播PDSN并且通过单播PDSN直接 路由到该广播PDSN。作为替换，在第二种方法中，MS可以发送收件方为BCMCS控制器的反馈消息，而不管PPP会话是与单播或广播PDSN建立的；随后BCMCS控制器将消息转发给适当的广播 PDSN0除上下文ID之外，MS还在反馈消息中包括了 BCMCS多播地址和/或流ID。基于多 播地址和/或流ID，BCMCS控制器将知道应该将反馈消息转发给哪个广播PDSN。广播PDSN从在其覆盖区域内接受服务的MS组中接收各种反馈消息。PDSN依据 所接收的反馈消息的类型和数量进行不同的操作。例如，PDSN可以从MS接收所有的肯定 反馈消息。如果PDSN周期性地发送上下文刷新分组，它可以在接收到肯定反馈消息后减小 刷新频率。肯定反馈消息的数量越大，刷新频率就可以越低并且PDSN就可以更快地减小频 率。如果PDSN最初没有发送任何周期性的上下文刷新分组，就不需要进行更多的操作。
或者，否定反馈的接收可以提示PDSN执行上下文刷新。如果PDSN能够发送周期性 的上下文刷新分组，那么它可以在接收到否定反馈后增加刷新频率。例如，否定反馈消息的 数量越大，刷新频率就越高并且频率增加就越快。如果所接收到的否定反馈消息的数目很 小，PDSN可以选择立即发送一个或多个连续的上下文刷新分组而不调节周期性的刷新周期 (频率)。在MS中的解压缩器从上下文损坏中恢复之后，将发送更少的否定反馈或者不发 送否定反馈。PDSN也可以通过减少刷新频率进行响应。当没有肯定反馈从MS发送到PDSN 时，这尤其必要。此外，如果PDSN根本不发送周期性的上下文刷新分组(例如，压缩器不具有周期 性更新特性)，它将通过发送一个或多个连续的上下文刷新分组来对否定反馈进行响应。例 如，否定反馈的数量越大，将要发送的连续上下文刷新分组的数目就越大。当经历上下文损 坏的MS对其上下文进行重建时，将发送更少的否定反馈或者不发送否定反馈。而PDSN可 以减少上下文刷新分组的数目或完全停止发送。典型地，虽然PDSN正在从在其服务区内的多个MS接收反馈信号，但是除非BCMCS 对每个MS需要非常迫切的服务质量，否则PDSN不需要对每个反馈消息立刻作出响应。例 如，PDSN可以将反馈消息累积到预定或可变的数目、或者到预定或可变的时间间隔，然后基 于所接收的反馈消息组进行操作。当接收自MS的否定反馈可以在动态上下文损坏或静态上下文损坏之间进行区分 时，PDSN可以具有更好的响应过程。例如，如果所有的否定反馈都仅指示动态上下文丢失， 那么上下文刷新分组就不需要动态上下文之外的更多信息。仅当一个或多个MS指示静态 上下文丢失时，PDSN才需要发送完整的上下文信息。这样，在用于反馈可用的蜂窝无线电网络中的广播/组播服务的报头压缩技术 中，从用户MS到PDSN可以使用各种类型的反馈信号。该技术允许PDSN从单独一个MS或 用户MS组中接收肯定和/或否定反馈并相应地做出反应。以有效的方式将可调节数量的 上下文刷新信息从PDSN发送到请求的MS,以用于鲁棒性的报头压缩/解压缩。目第三代无线网络支持的另一种类型的服务是一键通(PTT)服务。PTT服务发送包 括报头的数据分组或数据流，其中，PTT组的成员可以同时将数据发送到该PTT组中的其他 成员。通常在PDSN中对携带PTT数据的分组流中的报头进行压缩以节约稀缺的无线电资 源。当前，当在PTT组中存在多个用户时，报头压缩技术通常相应于PTT组中的每个用户生 成多个报头压缩/解压缩上下文。在这些技术中，PDSN和MS都为单独一个PTT会话维持 这多个上下文。另外，每次创建新的上下文时，在空中发送更多完整的报头。描述了一种减少用于蜂窝无线电网络中PTT型服务的报头压缩/解压缩上下文的数目的改进技术。诸如CDMA2000和WCDMA网络这样的第三代无线网络提供PTT或其它类似服务，诸 如一组移动用户的音频/视频会议。在PTT服务中，移动用户可以通过简单地按MS上的一 个按键，就在很短的时间间隔内连接到一组 其他PTT用户。在PTT会话期间，不同用户依次 发言。但是在一个时刻，通常只有一个用户发言并且广播到该PTT组的其他成员。典型地，使用由无线网络在分组数据服务选项上提供的诸如RTP、UDP和IP这样的 协议对PTT数据进行传送。为了有效地利用稀缺的无线电资源，通常对分组数据报头进行 压缩。当前，识别分组流并且为其建立上下文包括检查许多报头字段，所述报头字段包 括源和目的地址、以及源和目的端口号。在PTT分组流中应用这些类型的分类规则可能导 致低效率。例如，在每个PTT会话中，虽然目的地址和目的端口号总是保持相同，但是源地 址和源端口号不是必然保持不变。在相同PTT组中的不同MS使用不同的源地址以及通常 不同的源端口号。PDSN基于当前的分组流分类规则为相同的PTT会话建立多个上下文。甚 至当一个移动用户仅交谈非常短暂的瞬间时，也需要在所有为该PTT组提供服务的PDSN和 所有属于该PTT组的MS上建立新的上下文。另外，每次建立新的上下文时，需要将一个或 多个完整的报头在广播信道上发送到所有正在侦听的MS，这导致低效率的带宽使用。另外， 因为在任意时刻仅有一个用户在发言，所以除了这一个上下文之外，为该PTT组创建的所 有上下文都未使用而只是占用了 PDSN和MS中的资源。典型地，在PTT服务使用的报头压缩实现中，将压缩器和解压缩器中的上下文维 持为循环链表。列表大小可以是固定的或可变的，但是其大小具有上限。无论何时需要创建 新的上下文时，都将对未使用的列表项目或在该列表末端的最早列表项目进行初始化以使 其包含新的上下文。在某些方面这有助于缓解PTT服务的多上下文问题，这是由于为在很 长一段时间内未发言的用户创建的上下文将被自动地再循环用于其它新的上下文。然而， 仍然存在一些局限，这是因为如果在PTT会话中当前发言的用户频繁地改变(这是很常见 的情况)，那么大多数为单独一个PTT会话创建的上下文将占据该列表的起始部分中的位 置，并且占用可以为其它分组流所使用的宝贵资源。如果PDSN首先区分出发送到单播目的地址的分组流和发送到多播目的地址的分 组流，就可以实现对现有技术的改进，以减少PTT服务的报头压缩上下文的数目。当目的地 址是单播地址时，PDSN使用常规的分组流分类规则并且基于源和目的地址以及其它有关字 段建立上下文。当目的地址是组播地址时，PDSN仅基于目的地址、目的端口号和其它包括IP版本 和IP协议字段在内的静态字段对分组流进行分类。在该技术中，在PDSN上并且随之在每 个参与的MS上仅为每个PTT会话建立一个上下文。另外，在当前发言的用户改变时，不需 要通过发送所有的报头字段来重新初始化上下文。仅需要对动态上下文和一些在常规的报 头压缩方案中被分类为静态的字段进行更新。例如，在RTP/UDP/IP分组流中，需要更新的 静态字段包括源IP地址、源UDP端口和RTP报头中的SSRC字段。维持一个上下文仅需要 在更新中增加源地址、源端口号和SSRC。图9是依据本发明的示例性实施例构造的无线通信设备的方框图。通信设备902 包括网络接口 906、数字信号处理器(DSP)908、主处理器910、存储设备912、程序产品914和用户接口 916。 通过网络接口 906对来自基础设施的信号进行接收并发送到主处理器910。主处 理器910接收这些信号并且依据信号的内容，以合适的操作进行响应。例如，主处理器910 可以自己对所接收的信号进行解压缩，或者它可以将所接收的信号路由到DSP 908进行解 压缩。主处理器910也可以从DSP 908接收已压缩的信号并且将这些信号无更改地路由到 网络接口 906以用于传输到基础设施。作为替换，主处理器910可以截取DSP 908的输出 并且对数据分组进行压缩，并且随后将已压缩的数据分组路由到网络接口 906以用于传输 到基础设施。在一个实施例中，网络接口 906可以是收发机和天线，以用于在无线信道上与基 础设施进行连接。在另一个实施例中，网络接口 906可以是用于在陆上线路上与基础设施 进行连接的网络接口卡。主处理器910和DSP 908都连接到存储设备912上。存储设备912可以用于在WCD 运行期间存储数据，以及存储将要由主处理器910或DSP 908执行的程序代码。例如，主处 理器、DSP或二者可以在暂存于存储设备912中的程序指令的控制下运行。主处理器和DSP 也可以包括它们自己的程序存储器。当执行程序指令时，主处理器910或DSP 908或二者 执行它们的功能，例如对数据分组进行压缩或解压缩。这样，程序步骤实现了各个主处理器 或CPU、以及DSP的功能性，使得主处理器和DSP可以分别如期望地执行压缩和解压缩的功 能。可以从程序产品914中接收程序步骤。程序产品914可以存储程序步骤、并且将程序 步骤转移到存储器912中以用于由主处理器、CPU或二者执行。程序产品914可以是诸如RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储 器、EEPROM存储器、寄存器这样的半导体存储芯片，也可以是其它诸如硬盘、可移动磁盘、 CD-ROM这样的存储设备，或任何其它形式的、本领域中已知的、可以存储计算机可读指令的 存储介质。另外，程序产品914可以是包括从网络接收且存储在存储器中并且随后执行的 程序步骤的源文件。这样，可以将根据本发明的操作的所必需的处理步骤包含于程序产品 914上。在图9中，显示了将示例性的存储介质耦合到主处理器上，使得主处理器可以从该 存储介质读出信息并将信息写入该存储介质。作为替换，存储介质可以被集成在主处理器 上。用户接口 916连接到主处理器910和DSP 908上。例如，用户接口可以包括键盘、 或者专用功能键或按钮，其连通到主处理器910上并且可以供用户使用以通过发起设备来 请求特定的操作。例如，用户可以使用键盘来拨电话号码，或指示用户想要启动专用的运行 模式，诸如接收BCMCS服务、或进入PPT操作。用户接口 916也可以包括连接到DSP 910并 且用于将音频数据输出给用户的扬声器。本领域的技术人员将明白，可以使用各种不同技术和手段中的任意一种来表示信 息和信号。例如，可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或其任意组合来表示 可能在上述描述中所涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片。本领域的技术人员还将意识到，与在此公开的实施例相结合而描述的各种示意性 的逻辑方框、模块、电路和算法步骤可以作为电子硬件、计算机软件、或二者的组合来实现。 为了清楚地说明硬件和软件的可交换性，在上文通常已经对各种示意性的元件、方框、模 块、电路和步骤就其功能性进行了描述。究竟该功能性是以硬件还是以软件实现依赖于特定的应用和施加于整个系统的设计约束。熟练的技术人员可以以不同方式为每个特定的应 用实现所描述的功能性，但是这样的决策确定不应当被解释为引起偏离本发明的范围。
与在此公开的实施例相结合而描述的各种示意性的逻辑方框、模块和电路可以由 通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其 它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件元件、或被设计用来执行在此所描 述的功能的其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是作为选择，该处理 器可以是任意的常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以以多个计算器件的 组合来实现，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个处理器连同一 个DSP内核的组合、或其它任意这类配置的组合。与在此公开的实施例相结合而描述的方法或手段可以直接被具体化在硬件、由处 理器执行的软件模块、或二者的组合中。软件模块可以存在于RAM存储器、闪速存储器、ROM 存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中已知 的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器上，使得该处理器可以 从该存储介质中读出信息和将信息写入到该存储介质中。作为选择，存储介质可以被集成 到处理器上。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。ASIC可以存在于用户终端上。作为 选择，处理器和存储介质可以作为分立的元件存在于用户终端中。之前所提供的对已公开的实施例的描述使得任何本领域的技术人员能够实现或 使用本发明。对本领域的技术人员来说，这些实施例的各种变型将是显而易见的，并且在此 定义的一般性原则可以应用到其它实施例中，而不偏离本发明的精髓和范围。因此，本发明 并不是要被限制于在此示出的实施例，而是要符合与在此公开的原则和新颖特征一致的最 广范围。
权利要求
一种用于对一组用户之间的组播无线通信进行压缩的方法，所述方法包括确定数据流中的目的地址是组播地址；基于所述数据流中的参数对所述数据流进行分类；以及为组播会话建立单个压缩器上下文。
2.如权利要求1所述的方法，其中，对所述数据流的分类是基于目的地址。
3.如权利要求1所述的方法，其中，对所述数据流的分类是基于目的端口。
4.如权利要求1所述的方法，其中，对所述数据流的分类是基于IP版本。
5.如权利要求1所述的方法，其中，对所述数据流的分类是基于IP协议字段。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述组播会话是一键通会话。
7.如权利要求1所述的方法，其中，压缩器使用所述单个压缩器上下文来对发送到多 个用户的数据分组进行压缩。
8.如权利要求1所述的方法，其中，解压缩器使用所述单个压缩器上下文来对从多个 用户接收到的数据分组进行解压缩。
9.一种用于对一组用户之间的组播无线通信进行压缩的装置，所述装置包括 存储器；以及处理器，用于执行存储在所述存储器中的一组指令，所述一组指令用来确定数据流中的目的地址是组播地址；基于所述数据流中的参数对所述数据流进行分类；以及为组播会话建立单个压缩器上下文。
10.如权利要求9所述的装置，其中，对所述数据流的分类是基于目的地址。
11.如权利要求9所述的装置，其中，对所述数据流的分类是基于目的端口。
12.如权利要求9所述的装置，其中，对所述数据流的分类是基于IP版本。
13.如权利要求9所述的装置，其中，对所述数据流的分类是基于IP协议字段。
14.如权利要求9所述的装置，其中，所述组播会话是一键通会话。
15.如权利要求9所述的装置，其中，压缩器使用所述单个压缩器上下文来对发送到多 个用户的数据分组进行压缩。
16.如权利要求9所述的装置，其中，解压缩器使用所述单个压缩器上下文来对从多个 用户接收到的数据分组进行解压缩。
17.一种存储介质，包括编码于其上的处理器可执行指令，所述处理器可执行指令用来 执行一种用于对一组用户之间的无线通信进行压缩的方法，所述方法包括确定数据流中的目的地址是组播地址；基于所述数据流中的参数对所述数据流进行分类；以及为组播会话建立单个压缩器上下文。
18.一种用于对一组用户之间的组播无线通信进行压缩的装置，所述装置包括 用于确定数据流中的目的地址是组播地址的模块；用于基于所述数据流中的参数对所述数据流进行分类的模块；以及 用于为组播会话建立单个压缩器上下文的模块。
全文摘要
描述了用于在无线通信系统中的广播BCMCS服务中进行报头压缩的方法和装置。在BCMCS系统中使用的没有反馈的技术包括在BCMCS服务初始化期间发送在移动台的解压缩器中使用的静态上下文信息。在BCMCS系统中使用的具有反馈的技术包括从分布式的移动台解压缩器接收反馈以及响应于该反馈来调节广播压缩器。描述了在压缩器和解压缩器中减少操作状态数目的技术。描述了在一键通服务中对流进行分类以便使用数目减少的上下文来压缩/解压缩会话分组报头的技术。
文档编号H04L29/06GK101964948SQ201010502669
公开日2011年2月2日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月8日
发明者希瓦罗摩克里希纳·维尔列帕利, 徐大生, 王俊, 靳海鹏 申请人:高通股份有限公司